thang_may_2616

8/3/2019 thang_may_2616

http://slidepdf.com/reader/full/thangmay2616 1/36

ĐỒ ÁN TBĐ: Ứ NG DỤNG PLC SIEMENS S7-200 VÀO ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 5 TẦNG

GVHD:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH:NGUYỄN XUYÊN LÂMNGUYỄN THÀNH NAM

Trang 1

CHƯƠ NG IGIỚ I THIỆU VỀ THANG MÁY

I. L ị ch Sử Phát Triể n C ủ a Thang Máy: Từ thờ i xa xưa qua thờ i Trung cổ và cho đến thế kỷ thứ 13, sức mạnh của ngườ i và vật

là nguồn lực chính cho các thiết bị nâng. Vào năm 1850, những chiếc thang máy thủy lực vàhơ i nướ c đã đượ c giớ i thiệu, nhưng năm 1852 là năm mà một sự kiện quan trọng diễn ra: phátminh thang máy an toàn đầu tiên trên thế giớ i của Elisa Graves Otis.

Vào năm 1873 hơ n 2000 chiếc thang máy đã đượ c trang bị cho các cao ốc, văn phòng khách sạn, cửa hàng tổng hợ p trên khắpnướ c mỹ và năm năm sau đó, chiếc thang thủy lực đầu tiên của Otis đượ c lắp đặt. Kỷ nguyên của những tòa nhà chọc trờ i đã theo sau đó vàvào năm 1889 lần đầu tiên Otis chế tạo thành công động cơ bánh răng truyền động trực tiếp đầu tiên.

Năm 1903, Otis đã giớ i thiệu một thiết kế mà về sau đã trở thành nền tảng cho nghànhcông nghiệp thang máy: thang máy dùng động cơ điện không hợ p số, mang đầy tính côngnghệ, đượ c thử thách để cùng tồn tại vớ i bản thân cao ốc. Nó đã mở ra một thờ i kỳ mớ i chokết cấu nhà cao tầng.

Những cải tiến của Otis trong điều khiển tự động đã đã có hệ thống kiểm soát tín hiệu,hệ thống kiểm soát hoạt động cao điểm, hệ thống điều khiển tự động và cơ chế phân vùng.Otis đi đầu trong việc phát triển công nghệ điện toán và công ty đã làm một cuộc cách mạng

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 2

trong công nghệ điều khiển tự thang máy, đưa ra những cải tiến quan trọng đáp ứng các cuộcgọi và các điều kiện vận hành thang.

II. Đặ c Điể m C ủ a Thang Máy: Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở hàng và ngườ i theo phươ ng thẳng đứng.

Những loại thang máy hiện đại có kết cấu cơ khí phức tạp, hệ truyền động, hệ thống khốngchế phức tạp nhằm nâng cao năng suất, vận hành tin cậy, an toàn. Tất cả các thiết bị điện đượ c

lắp đặt trong buồng thang và buồng máy. Buồng máy thườ ng bố trí ở tầng trên cùng của giếngthang máy.

III. Phân Loại Thang Máy: Tùy thuộc vào chức năng thang máy có thể phân loại theo các nhóm sau:

1. Thang máy chở ngườ i trong các nhà cao tầng.

2. Thang máy dùng trong các bệnh viện.3. Thang máy chở hàng có ngườ i điều khiển.4. Thang máy dùng trong nhà ăn và thư viện.

Phân loại theo trọng tải: 1. Thang máy loại nhỏ Q < 160kG2. Thang máy trung bình Q = 500 ÷2000kG3. Thang máy loại lớ n Q > 2000kG

Phân loại theo tốc độ di chuyển:1. Thang máy chạy chậm v = 0,5m/s2. Thang máy tốc độ trung bình v = 0,75 ÷1,5m/s3. Thang máy cao tốc v = 2,5 ÷5m/s

IV. C ấ u T ạ o Chung C ủ a Thang Máy

Các bộ phận chính của thang máy: buồng thang, bộ giảm tốc, hệ thống puly truyền độngvà cáp nâng, đối trọng, cơ cấu kẹp ray, công tắc bù cáp, đệm, phanh hãm điện từ, động cơ điện.

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 3

1. Buồng thang:Buồng thang thườ ng đượ c lựa chọn dựa trên kích thướ c, hình dáng và khoảng không

dành cho thang. Việc lựa chọn buồng thang hợ p lý sẽ mang lại sự lưu thông an toàn và thuậntiện. Thông thườ ng vùng đòi hỏi cho hành khách là 0,186m2 /ngườ i, dung lượ ng lớ n nhấtchuyên chở của thang chở ngườ i là 33,75 kG/0,093 m2 , đối vớ i chung cư là 450 kG, cửa hàngbuôn bán 225 kG, toà nhà văn phòng là 900 – 1350 kG.

2. Bộ giảm tốc:Đây là khâu truyền lực truyền động năng từ đầu trục động cơ đến tang quay hay puli

dẫn động. Hợ p giảm tốc có hai loại:Hệ thống gồm nhiều bánh răng ăn khớ p: có khả năng truyền lực lớ n, làm việc chắc chắn

nhưng cồng kềnh, không êm đượ c dùng khi tốc độ động cơ và của tang quay không chênhlệch nhau lớ n.

Hệ thống bánh răng trục vít: có tỉ số truyền lớ n, làm việc êm, có khả năng tự hãm.3. Hệ thống puly truyền động và cáp nâng:Phươ ng pháp truyền động năng cho dây cáp để vận chuyển buồng thang, chia thành hai

loại:+ Kiểu tang trống: cơ cấu hình học như một cái trống đượ c gắn liền vớ i trục

truyền động, dây cáp có một đầu đượ c gắn chặt cố định bên trong, khi vậnhành cáp quấn song song trống.

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 4

Tang troá ng

Buoàngthang Ñoái troïng

Phươ ng pháp này có nhựơ c điểm là nếu cáp dài sẽ gây cồng kềnh giảm tuổi thọ cáp.+ Puly ma sát: sử dụng ma sát giữa dây và puly để truyền động năng, sử dụng

trong các hệ thống thang máy mớ i.

4. Đối trọng:Là vật nặng treo đối diện vớ i buồng thang trên ròng rọc nhằm triệt tiêu bớ t một phần

mômen tạo ra do sức nặng của tải và buồng thang qua đó làm giảm mômen động cơ .Khối lượ ng đối trọng đượ c chọn theo công thức sau:Khối lượ ng đối trọng = khối lượ ng buồng thang + 70% khối lượ ng lớ n nhất

5. Cơ cấu kẹp ray:Đây là một thiết bị an toàn đượ c lắp đặt phía dướ i buồng thang, khi làm việc nó kẹp chặt

lấy ray dẫn hướ ng, ghìm chặt buồng thang lại do tốc độ vượ t mức cho phép, dây đứt hay vì lýdo nào đó.

Các kiểu cơ cấu kẹp ray :+ Kiểu bánh lệch tâm.+ Kiểu móc.+ Kiểu trục quay và nêm.

6. Công tắc bù cáp:Đây là một công tắc ngắt mạch, đượ c thực hiện thông qua một ròng rọc khi nó bị nâng

lên hay hạ xuống, theo sự di chuyển của buồng thang.

7. Đệm dầu:Làm việc theo nguyên tắc thủy lực, bộ phận chính là một xy lanh đựng dầu, piston cókhoan nhiều lỗ, khi buồng thang rơ i mạnh đè lên piston thì dầu sẽ chảy vào những lỗ làm chova chạm êm hơ n.

8. Phanh hãm điện từ :Phanh hãm chỉ hoạt động khi không có điện.

9. Động cơ điện:

Puly ma sát

Đố trọngBuồng thang

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 5

Là phần tử quan trọng của máy thang, nó cung cấp cơ năng cho việc di chuyển buồngthang. Động cơ đượ c nối vớ i puly ma sát có hộp giảm tốc hoặc không. Thang chở khách hầuhết có hộp giảm tốc, động cơ đượ c sử dụng có tốc độ định mức từ 600 ÷ 1200 vòng/phút.

V. Các Yêu C ầu An Toàn Trong Thang Máy:

Hệ thống thang chỉ hoạt động khi:− Cửa buồng thang và cửa thang hầm: buồng thang chỉ di chuyển khi đảm bảo hai cửa

trên đều đóng.− Các công tắc giớ i hạn trên cùng và dướ i cùng đượ c đảm bảo.− Bảo đảm an toàn khi đứt dây, trượ t cáp hoặc mất điện.− Các công tắc an toàn và vận hành trong buồng thang hoạt động tốt. Yêu cầu về k ỹ thuật:

− Dừng chính xác buồng thang: buồng thang của thang máy cần phải dừng chính xácso vớ i mặt bằng của tầng cần dừng. Nếu buồng thang dừng không chính xác sẽ gâyra các hiện tượ ng sau:+ Đối vớ i thang máy chở khách thì làm cho hành khách ra vào khó khăn, tăng thờ i

gian vào ra và do đó làm giảm năng suất thang máy.+ Đối vớ i thang máy chở hàng: gây khó khăn cho việc bốc xếp hàng hóa.+ Để dừng chính xác buồng thang, cần tính đến một nữa hiệu số của hai quãngđườ ng trượ t khi phanh buồng thang đầy tải và phanh buồng thang không tải theocùng một hướ ng di chuyển. Các yếu tố ảnh hưở ng đến dừng chính xác buồngthang bao gồm: mômen của cơ cấu phanh, mômen quán tính của buồng thang, tốcđộ khi bắt đầu hãm và một số yếu tố khác.

Quá trình hãm buồng thang xảy ra như sau: khi buồng thang đi đến gần sàn tầng,công tắc chuyển đổi tầng cấp lệnh lên hệ thống điều khiển động cơ để dừng buồngthang.

v

Buoàng thangdöøng

möùcdöøng

Möùc ñaët caûmbieán doøng

s' : quaõng ñöôøng buoàng thang ñi trong thôøigian taùc ñoäng cuûa thieát bò ñieàu khieåns": quaõng ñöôøng buoàng thang ñi ñöôïc khi cô caáu phanh taùc ñoängs1 : quaõng ñöôøng trö ôït nhoû nhaát cuûa buoàngthang khi phanhs2 : quaõng ñöôøng trö ôït lôùn nhaát cuûa buoàngthang khi phanh

− Đảm bảo khả năng làm việc cao và độ an toàn tối đa nhất.− Độ biến thiên gia tốc ở phạm vi cho phép : gia tốc tối ưu đảm bảo năng suất cao,

không gây ra cảm giác khó chịu cho khách đượ c đưa ra trong bảng sau:

Hệ truyền động điện

Phạm viđiều

chỉnh tốcđộ

Tốc độ di

chuyển(m/s)

Gia tốc(m/s2)

Độ không chínhxác khi dừng(mm)

Động cơ KĐB rô to lồng sóc 1 cấptốc độ

1 : 1 0,8 1,5 ± 120÷ 150

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 6



Hệ máy phát – động cơ (F-Đ)Hệ máy phát – động cơ có khuếchđại trung gian

1 :4

1 :4

1 : 301 : 100

0,5

1

2,02,5

1,5

1,5

2,02

± 10 ÷ 15

± 25 ÷ 35

± 10 ÷ 15± 5 ÷ 10

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 7

CHƯƠ NG II

CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG TRONGTHANG MÁY

Khi thiết kế hệ trang bị điện – điện tử cho thang máy, việc lựa chọn một hệ truyền động,chọn loại động cơ phải dựa trên các yêu cầu sau:

+ Độ chính xác khi dừng.+ Tốc độ di chuyển buồng thang.+ Gia tốc lớ n nhất cho phép.+ Phạm vi điều chỉnh tốc độ.Hệ truyền động động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc thườ ng dùng cho thang máy chở

hàng tốc độ chậm.Hệ truyền động xoay chiều dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ thườ ng dùng

cho các thang máy chở khách tốc độ trung bình.Hệ truyền động một chiều máy phát- động cơ khuyếch đại trung gian thườ ng dùng cho

các thang máy cao tốc.Trong nhứng năm gần đây, sự phát triển của kỹ thuật điện tử công suất, các hệ truyềnđộng một chiều dùng bộ biến đổi t ĩ nh đã đượ c ứng dụng trong điều khiển thang máy cao tốcvớ i tốc độ tớ i 5m/s.

I. H ệ Thố ng T ự Độ ng Khố ng Chế Thang Máy T ố c Độ Trung Bình:Hệ truyền động dùng cho thang máy tốc độ trung bình thườ ng là hệ truyền động xoay

chiều vớ i động cơ không đồng bộ hai cấp tốc độ. Hệ này đảm bảo dừng chính xác cao, thựchiện bằng chuyển tốc độ của động cơ xuống tốc độ thấp (v=2,5m/s),trướ c khi buồng thang sắpđến sàn tầng. Hệ này thườ ng dùng cho các thang máy chở khách trong các nhà cao tầng vớ itốc độ di chuyển buồng thang dướ i 1m/s.

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 8

Hình II.0: Thang máy truyền đông có bánh răng. II. H ệ Thố ng T ự Độ ng Khố ng Chế Thang Máy Cao T ố c:

Thang máy cao tốc thườ ng di chuyển vớ i tốc độ v≥ 3m/s thườ ng dùng hệ truyền độngmột chiều. Buồng thang đượ c treo lên puly kéo cáp nối trực tiếp vớ i trục động cơ truyền độngthông qua hộp giảm tốc. Trong mạch điều khiển thang máy cao tốc, công tắc chuyển đổi tầnglà loại phi tiếp điểm. Công tắc chuyển đổi tầng phi tiếp điểm thườ ng dùng là loại cảm biến vị

trí kiểu cảm ứng và cảm biến vị trí dùng tế bào quang điện.

Hình II.1: C ấ u t ạo cảm biế n kiể u cảm ứ ng.

Hình II.2: Sự phụ thuộc của L=f(s)

Nguyên tắc hoạt động của cảm biến kiểu cảm ứng:Khi mạch từ hở , do điện kháng của cuộn dây bé, dòng xoay chiều qua cuộn dây khá lớ n.

Khi thanh sắt động 1 làm kín mạch từ, từ thông sinh ra trong mạch từ tăng, làm tăng điện cảmL của cuộn dây và dòng đi qua cuộn dây sẽ giảm xuống.

Nếu đấu nối tiếp vớ i cuộn dây của bộ cảm biến một rơ le ta sẽ đượ c một phần tử phi tiếpđiểm để dùng trong hệ thống điều khiển. Tùy theo mạch sử dụng, chúng ta có thể dùng nólàm công tắc chuyển đổi tầng, cảm biến để thực hiện dừng chính xác buồng thang hoặc cảmbiến để chỉ thị vị trí buồng thang.

Hình II.3: Sơ đồ nguyên lý của cảm biế n kiể u cảm ứ ng

Cuộn dây của rơ le tầng đượ c đấu nối tiếp vớ i cuộn dây của cảm biến kiểu cảm ứng CB.Để nâng cao độ tin cậy, song song vớ i cuộn dây của bộ cảm biến đấu thêm tụ C. Trị số điệndung của tụ điện điện đượ c chọn sao cho thanh sắt động che kín mạch từ để tạo đượ c dòng

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 9

cộng hưở ng. Khi mạch từ của cảm biến hở , dòng điện đi qua cuộn dây của rơ le Rtr đủ lớ n làmcho nó tác động. Và khi mạch từ kín, dòng điện đi qua cuộn dây giảm xuống gần bằng không,rơ le không tác động. Thông thườ ng bộ cảm biến đượ c lắp ở thành giếng thang, thanh sắt độngđượ c lắp ở buồng thang.

III. T ự độ ng khố ng chế thang máy dùng các phầ n tử lôgic: Để nâng cao độ tin cậy trong quá trình hoạt động của thang máy, ngày nay hệ thống tự

động tự động khống chế hệ truyền động điện thang máy dùng các phần tử phi tiếp điểm. Ư uđiểm của các phần tử lôgic là số lượ ng phần tử điều khiển trong mạch điều khiển là ít nhất.IV. Các phươ ng thứ c đ iề u khiể n truyề n độ ng:

Hình II.3: Mô hình hệ đ iề u khiể n thang máy.

a. Điều khiển DC SCR:Đượ c sử dụng trong thang máy tốc độ từ 50 đến 1000 FPM.Động cơ một chiều sử dụng điện áp để đạt đượ c tốc độ và dòng điện biến thanh môment

ngõ ra. Một hệ điều khiển DC SCR phải có khả năng cung cấp điện áp và dòng điện theo yêucầu để vận hành dướ i tất cả các điều kiện của tải và tốc độ.

Hình II.4: Trình t ự mở t ắ t thang máy trong đ iề u khiể n DC SCR.

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 10

b. Inverter control: Động cơ cảm ứng AC có thể điều chỉnh bở i bộ cảm biến AC, để chuyển điện áp và tần

số cung cấp cho motor. Tốc độ động cơ sẽ tươ ng ứng vớ i tần số cung cấp. Một bộ biến đổiAC phải có khả năng cung cấp giá trị thực của dòng điện môtor yêu cầu liên tục trong mọiđiều kiện của tải và tốc độ.

c. Truyền động thủy lự c và cơ khí:

Truyền động thuỷ lực và cơ khí đượ c sử dụng ở thang máy tốc độ thấp đến trung bình.Thang máy có bánh răng dùng cho thang máy tốc độ thấp.Thang máy có cơ cấu thanh răng đượ c truyền động thẳng đứng bở i các bánh răng

truyền. Tốc độ nằm trong khoảng từ 100 đến 200 FPM, những thang máy loại này đượ ctruyền động bằng động cơ hai cấp tốc độ hoặc động cơ một chiều vớ i máy phát.

d. Vector control: Sử dụng cho thang máy vớ i tốc độ từ 500 đến 700 FPM. Giống như ở cần phải chuyển

điện áp sang một chiều để điều khiển.

Hình II.5: Trình t ự mở t ắ t thang máy trong đ iề u khiể n Vector.

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 11

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 12

CHƯƠ NG IIITỔNG QUAN VỀ PLC (SIEMENS)

I. GIỚ I THIỆU VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN KHẢ TRÌNH PLC:1. Giớ i thiệu tổng quan:Trong công nghiệp sản xuất, để điều khiển một thiết bị máy công nghiệp… ngườ i ta

thực hiện kết nối các linh kiện điều khiển rờ i (relay, timer, contactor..) lại vớ i nhau tùy theo

mức độ yêu cầu thành một hệ thống điện điều khiển.Công việc này khá phức tạp trong thicông, sửa chữa, bảo trì do đó giá thành cao. Khó khăn nhất là khi cần thay đổi một hoạt độngnào đó hay thay đổi công nghệ mớ i.

Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta phải chọn điều khiển cho một máy sảnxuất cần phải hội đủ các yêu cầu sau: giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chất lượ ng làm việcổn định, linh hoạt…Từ đó hệ thống điều khiển c ĩ thể lập trình đượ c PLC(Progammable Logic Controller) ra đờ i đ giải quyết vấn đề trên.

Để đơ n giản hoá việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (ProgammableController Handle) đầu tiên đượ c ra đờ i vào năm 1969. Trong giai đoạn này các hệ thốngđiều khiển lập trình (PLC) chỉ đơ n giản thay thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thốngđiều khiển. Trong quá trình vận hnh, cc nh thiết kế đ từng bướ c tạo ra một tiêu chuẩn mớ i chohệ thống, tiêu chuẩn đó là dạng lập trình biểu đồ hình thang. Trong những năm đầu thập niên

70, những hệ thống PLC cịn c ĩ thm khả năng vận hành vớ i những thuật toán hỗ trợ (arithmetic), “vận hành vớ i các dữ liệu cập nhật” (Data manipulation). Do sự phát triển củaloại màn hình dng cho my tính (Cathod Ray Tube: CTR), nên việc giao tiếp giữa ngườ i điềukhiển lập trình cho hệ thống cng trở nn thuận tiện hơ n. Ngoài ra các nhà thiết kế cịn tạo ra kỹ thuật kết nối vớ i hệ thống PLC ring lẻ. Tốc độ xử lý của hệ thống đượ c cải thiện, chu kỳ quét(scan) nhanh hơ n lm cho hệ thống PLC xử lý tốt vớ i những hệ thống phức tạp, số lượ ng cổngvào/ra lớ n hơ n.

Một PLC có đầy đủ các chức năng như:bộ đếm, bộ định thờ i, các thanh ghi(Register) và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển phức tạp khác nhau. Hoạtđộng của PLC hoàn toàn phụ thuộc vào chươ ng trình nằm trong bộ nhớ , n ĩ luơ n cập nhật tínhiệu ng vo, xử lý tín hiệu để điều khiển ng ra.

■ Những đặc điểm của PLC:

• Thiết bị chống nhiễu.• C ĩ thể kết nối thm cc module mở rộng ng vo/ra.• Ngơ n ngữ lập trình dễ hiểu.• Dễ dàng thay đổi chươ ng trình điều khiển bằng máy lập trình hay my tính c

nhn.• Độ tin cậy cao, kích thướ c nhỏ.• Bảo trì dễ dng.

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 13

Do các đặc điểm trên, PLC cho phép ngườ i điều hành không mất nhiều thờ i gian nốidây phức tap khi cần thay đổi chươ ng trình điều khiển, chỉ cần lập trình mớ i thay cho chươ ngtrinh cũ.

Việc sử dụng PLC vào các hệ thống điều khiển ngày càng thông dụng. Để đáp ứng yêucầu ngày càng đa dạng này, các nhà sản xuất đ đưa ra hàng loạt các dạng PLC vớ i nhiều mứcđộ thực hiện đủ để đáp ứng các yêu cầu khác nhau của ngườ i sử dụng.

Để đánh giá một bộ PLC ngườ i tư dựa vào hai tiêu chuẩn chính:• Dung lượ ng bộ nhớ và số tiếp điểm vào/ra của nó.• Các chức năng như: bộ vi xử lý, chu kỳ xung clock, ngơ n ngữ lập trình, khả

năng mở rộng số ng vo/ra.Vớ i PLC, việc giải quyết các bài toán tự động hoá khác nhau nhưng không biến đổi gì

về cơ cấu ngoài việc thay đổi chươ ng trình điều khiển sao cho phù hợ p. PLC có khả năngtuyệt đối về khả năng linh động, mềm dẻo và hiệu quả về giải quyết các bài toán cao hơ n sovớ i các kỹ thuật cổ điển.

2. Cc ứ ng dụng chính của PLC.Simatic S7- 200 cung cấp hầu hết các giải pháp khác nhau cho các hệ thống thống tự

động hóa như:• Kỹ thuật sản xuất (Production engineering).

• Cơ ng nghiệp ơ tơ (Automobile industry).• Điều khiển máy chuyên dụng trong xây dựng (Specialized machineconstruction).

• Xử lý nhựa (Processing of plastics).• Công nghiệp đóng gói (Packing industry).• Thức ăn và nướ c uống công nghiệp (Food and drink industry ).• Xử lý cơ ng nghiệp (Processing engineering).

3. Gi vận hnh thấp: Card nhớ vi nhỏ (MMC - Micro Memory Card) làm nhiệm vụ lưu trữ dữ dữ liệu và

chươ ng trình khi bị mất nguồn. MMC ny c ĩ thể hiệu chỉnh hồn thnh một dự án (project) baogồm các biểu tươ ng và chú thích để cho việc quản lý dể dng hơ n.

MMC này có thể cập nhật chươ ng trình dễ dng, n ĩ cho php truy cập đọc và ghi trong

quá trình thực hiện chươ ng trình. Chính vì vậy m việc đo các giá trị lưu trữ hay xử lý chúngđượ c thực hiện dễ dàng hơ n.

4. Giao tiếp đa chứ c năng: (MPI – Multi-point Interface).Giao tiếp đa chức năng là giai pháp rẻ nhất cho truyền thông thiết bị và lập trình my

tính (PC). Hệ thống giao diện vớ i ngườ i máy HMI (Human Machine Interface) và một vàichươ ng trình điều khiển khác của S7/C7/WinAC. Có tổng cộng 125 trạm MPI có thể kết nốiđườ ng truyền vớ i tốc độ 187,5 kbit/s.

II. Thiết bị điều khiển lập trình S7-2001. Cấu phần hình cứ ngS7-200 là thiết bị điều khiển lập trình loại nhỏ của hãng Siemens có cấu trúc theo kiểu

modul và có các modul mở rộng .thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lí CPU 212 vàCPU 214. Về hình thức bên ngoài, sự khác nhau của hai loại CPU này nhận biết nhờ số đầu

vào/ra và nguồn cung cấp.-CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra, có khả năng mở rộng thêm 2 modul

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 14

Simatic S7-200 CPU 212

-CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra, có khả năng mở rộng thêm 7 modul


-Ngoài ra có một số loại CPU khác như: CPU 222 và CPU 224


http://www.jimsbits.co.uk/sap/siemens_S7_200_1.jpg

http://www.jimsbits.co.uk/sap/siemens_S7_200_1.jpg

8/3/2019 thang_may_2616


8/3/2019 thang_may_2616




Trang 16

Qy.y Đèn xanh ở cổng ra chỉ định trạng thái tức thờ i của cổng (y.y=0.0-1.1). Đèn này báohiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.

2. Cấu trúc bộ nhớ của S7-200Bộ nhớ cuả S7-200 đượ c chia làm 3 vùng:

-Vùng nhớ chươ ng trình-Vùng nhớ thông số

-Vùng nhớ dữ liệuVùng nhớ chươ ng trình , vùng nhớ thông số và một phần vùng nhớ dữ liệu đượ c nhớ trongrom điện EEPROM. Đối vớ i CPU 214 cho phép cắm thêm khối nhớ mở rộng để chứa chươ ngtrình mà không cần đến thiết bị lập trình.

Vùng nhớ dữ liệu đượ c chia thành các biến nhớ nhỏ vớ i các công dụng khác nhau. Chúngđượ c kí hiệu bằng các chữ cái đầu của tiếng Anh ,đặc trưng cho công dụng riêng của chúngnhư sau:

V Variable memory ( Bộ nhớ biến )I,E Input image register ( Bộ đệm ngõ vào )Q,A Output image register ( Bộ đệm ngõ ra )M Internal memory bitsSM Special memory bits

3. Thự c hiện chươ ng trìnhPLC thực hiện chươ ng trình theo chu trình lặp ,mỗi vòng lặp đượ c gọi là một vòngquét ( Scan ). Mỗi chu kỳ máy bao gồm các bướ c như sau:

-Đọc các ngõ vào-Thực hiện chươ ng trình-Xử lý các yêu cầu giao tiếp-Thực hiện sự tự kiểm tra lỗi-Truyền kết quả đến các ngõ ra

Các bướ c kể trên đươ c lặp đi lặp lại theo chu kỳ, thêm vào đó còn có quá trình thực hiện cácchươ ng trình ngắt theo một thứ tự ưu tiên định sẵn , các chươ ng trình ngắt đượ c xử lý khôngđồng bộ vớ i chu kỳ máy khi có yêu cầu ngắt.

4. Cấu trúc chươ ng trình của S7-200 Có thể lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử dụng một trong các chươ ng trình sau:

-STEP 7-Micro/DOS-STEP 7-Micro/WIN

Các chươ ng trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chươ ng trình chính (Mainprogram) và sau đó đến các chươ ng trình con và các chươ ng trình xử lý ngắt đượ c chỉ ra sauđây:

-Chươ ng trình chính đượ c chấm dứt bằng lệnh kết thúc MEND (main end).-Chươ ng trình con là một bộ phận của chươ ng trình. Các chươ ng trình con phải đượ c

viết sau lệnh kết thúc chươ ng trình chính MEND.

Khở i động

Truyền kết quả đến ngõ ra

Đọc các ngõvào

Thực hiện chươ ng trình

Truyền thông

Tự kiểm tra lỗ

Vòng quét scan

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 17

-Các chươ ng trình xử lý ngắt là một bộ phận của chươ ng trình chính. Các chươ ngtrình xử lý ngắt phải đượ c viết sau lệnh kết thúc chươ ng trình chính MEND.

Các chươ ng trình con đượ c nhóm lại thành một nhóm ngay sau chươ ng trình chính.Sau đó đến ngay các chươ ng trình xử lý ngắt. Bằng cách viết như vậy , cấu trúc chươ ng trìnhrõ ràng và thuận tiện hơ n tronh việc đọc chươ ng trình sau này .Có thể trộn lẫn chươ ng trìnhcon và chươ ng trình xử lý ngắt đằng sau chươ ng trình chính.

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 18

CHƯƠ NG IVNGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA S7 – 200

1. PHƯƠ NG PHÁP LẬP TRÌNH

Cách lập trình cho S7 – 200 nói riêng và cho các PLC của Siemen nói chung dựa trênhai phươ ng pháp cơ bản :• Phươ ng pháp hình thang (Ladder Logic viết tắt là LAD): là một ngôn ngữ lập trình

bằng đồ hoạ .Những thành phần cơ bản dùng trong LAD tươ ng ứng vớ i các thànhphần của bảng điều khiển bằng rơ le.

• Phươ ng pháp liệt kê lệnh ( Statement List viết tắt là STL): là phươ ng pháp thể hiệnchươ ng trình f ườ i dạng tập hợ p các câu lệnh . Mỗi câu lệnh trong chươ ng trình ,kể cả các lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC.

2. MỘT SỐ LỆNH CỦA PLC (DẠNG LAD)

Tiếp điểm thườ ng mở

Tiếp điểm thườ ng đóng

Cuộn dây ( )

2.1. Các lệnh tiếp điểm đặc biệt LAD Mô tả

( )Tiếp điểm đảo trạng thái của dòng cung cấp

P ( )Tiếp điểm chuyển đổi dươ ng cho phép dòng cung cấp thôngmạch trong một vòng quét khi xung điều khiển từ 0 lên 1

N ( )Tiếp điểm chuyển đổi âm cho phép dòng cung cấp thông mạchtrong một vòng quét khi xung điều khiển từ 1 xuống 0

2.2. Một số merker đặc biệt SM0.0 luôn luôn có giá trị logic bằng 1SM0.1 có giá trị logic bằng 1 ở vòng quét đầu tiênSM0.4 phát nhịp 60 giây (0 – cho 30 giây đầu , 1 – cho 30 giây sau)SM0.5 phát nhịp 1 giây (0 – cho 0,5 giây đầu 1 – cho 0,5 giây sau)

2.3. Mạch nhớ S - R

Mô tả lệnh S – R bằng LADLAD Mô tả Toán hạngS_bit n

( S )Đóng một mảng gồm n các tiếpđiểm kể từ S_bit

S_BIT : I, Q,M,SM,T,C,V (bit)n:IB,QB,MB,SMB,VB(byte),AC,hằng

số, *VD, *ACS_bit n

( R )

Ngắt một mảng gồm n các tiếpđiểm kể từ S_ bit .Nếu S_bit làchỉ vào Timer hoặc Counter thì

NOT

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 19

lệnh sẽ xoá bit đầu ra củaTimer/Counter đó

S_bit n( S_l )

Đóng đồng thờ i một mảng gồmn các tiếp điểm kể từ S_bit

S_bit: Q (bit )n: IB,QB,MB,SMB,VB(byte),AC,hằng số,*VD,*ACS_bit n

( R_l )Ngắt tức thờ i một mảng gồm ncác tiếp điểm kể từ địa chỉ

S_bit2.4. Bộ định thờ i ( Timer )

Bộ điều khiển lập trình loại S7- 200 (vớ i CPU 214) có 128 Timer đượ c chia làm hailoại:

-Timer tạo thờ i gian trễ không có nhớ ( ON – Delay Timer) kí hiệu là TON-Timer tạo thờ i gian trễ có nhớ (Retentive – ON – Delay Timer) kí hiệu là TONRCả hai loại Timer này đều có 3 loại vớ i 3 độ phân giải thờ i gian khác nhau : 1ms ,

10ms , 100ms và các giá trị cực đại là 32,767s , 327,67s , 3276,7s .Giá trị thờ i gian (PT) cóthể là một số (Konstante) cũng có thể là một từ : VW,T,Z,EW,AW,SMW,SW,USW.

Các địa chỉ của TON

Độ phân giải CPU 212/214/215/216 CPU 214/215/216 CPU 215/2161ms T32 T96

10ms T33 – T36 T97 – T100100ms T37 – T63 T101 – T127 T128 – T155

Các địa chỉ của TONRĐộ phân giải CPU 212/214 CPU 214 CPU 215/216

1ms T0 T6410ms T1 – T4 T65 – T68

100ms T5 – T31 T69 - T95

2.5.Bộ đếm (Counter

)Bộ điều khiển lập trình loại SIMATIC S7 – 200 có hai loại chức năng đếm:-Đếm lên (Counter up): chức năng của bộ đếm lên (CTU) nó đượ c kích thích bở i cạnh

dươ ng của E0.0 ở ngõ vào của bộ đếm lên (CU), giá trị đếm đạt đến +32767.-Đếm lên và đếm xuống (Counter up – down): chức năng của bộ đếm lên và đếm

xuống (CTUD) cũng đượ c kích thích bở i cạnh lên của E0.0 ở ngõ vào của bộ đếm lên (CU),giá trị đếm đạt đến +32767 là đếm lên. Ở cạnh tăng E0.1 ở ngõ vào đếm xuống(CD), giá trị đếm đạt đến -32767.

Các vùng địa chỉ của bộ đếm

CPU 212 CPU 214 CPU 215/216Z0 – Z63 Z0 – Z127 Z0 – Z255

CTU CTUD CTU CTUD0 – 47 48 – 63 0 – 4780 – 127

48 - 79

2.6. Chứ c năng so sánh Biểu diễn các lệnh so sánh

LAD Mô tả Toán hạng

8/3/2019 thang_may_2616


8/3/2019 thang_may_2616




Trang 21

CHƯƠ NG V

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 22

Ứ NG DỤNG PLC ĐIỀU KHIỂNTHANG MÁY

Hệ thống tín hiệu cơ bản của thang máy 5 tầng:•

Nhóm các tín hiệu gọi thang (đặt tại mỗi tầng ):L1, L2 ,L3, L4, X2 ,X3, X4, X5.• Nhóm các tín hiệu đến tầng (đặt tại buồng thang):T1, T2 ,T3 ,T4 ,T5.• Nhóm tín hiệu xác định vị trí buồng thangtại mỗi tầng (đặt cố định trên đườ ng đi của

buồng thang): d1 ,d2 ,d3 ,d4 ,d5 (cảm biến tầng).• Nhóm các tín hiệu cửa ( xác định cửa đóng hay mở ):g0 ,g1 ,g2 ,g3 ,g4 ,g5 .• Nhóm các tín hiệu hạn chế hành trình (đặt cố định ở cuối hành trình của buồng

thang): HCT, HCD.Lưu ý : d1, d2 ,d3, d4, d5: cảm biến tầng hoặc là công tắc hành trình

g1, g2, g3, g4, g5: cảm biến cửa tầng bảo vệ không cho ngườ i bên ngoài vàog0 (cửa buồng thang): bảo vệ ngườ i trong buồng thang

• Thiết lập mạch điều khiển thang máy trong trườ ng hợ p không có ngườ i gọi thang, tínhiệu đến tầng sẽ cho thang máy chạy lần lượ t đến từng tầng .Tổng hợ p thành 4 tín

hiệu cơ bản:1. Tín hiệu cho dừ ng thang( khi điều kiện an toàn không đảm bảo)

d=g1*g2*g3*g4*g5* HCT * HCD

g1 g2 g3 g4 g5 HCT HCD

2. Tín hiệu hoàn thành mệnh lệnh(cho dừng khi thực hiện xong mệnh lệnh)

h= d1*T1+ d2*T2+ d3*T3+ d4*T4+d5*T5

d1 T1d2 T2

d3 T3

H

d

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 23

d4 T4

d5 T5

ĐC HCT

d5 g5 X5

L4Đối trọng d4 g4 X4

L3d3 g3 X3

L2d2 g2 X2

d1 g1 L1

Buồng thangHCD

Sơ đồ hệ thống tín hiệu thang máy

°T1°T2°T3°T4°T5

g0

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 24

Hình cửa tầng thang máy

• Khả năng hoạt động :Lin tục, 180 lần/ pht

• Thiết bị an toàn - Đầy đủ, hiệu quả vớ i :

Bộ chống vượ t tốcHệ thống thắng cơ Hệ thống an tồn cửaBảo vệ qu tảiBảo vệ mất & ngượ c pha, sụt ápHệ thống cứu hộ tự độngkhi mất điện• Khở i động & dừng tầng :m i, nhẹ nhng• Hệ thống động lực :Bền bỉ & tiết kiệm điện năng•

Kiểu dng & trang trí :Nhiều mẫu thiết kế ph hợ p cho cơ ng trìnhThiết kế ring theo yu cầu• Điều khiển vận hnh :Đầy đủ các chức năng theo TCVN hiện hànhgip cho hnh khch sử dụng dễ dng tiện lợ i.

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 25

Hình trong buồng thang Bảng điều khiển

Bảng điều khiển : Cc nt gọi tầng

Các nút chức năng Đèn báo tầng và báo chiều

8/3/2019 thang_may_2616


ÑOÀ AÙN TBÑ: ÖÙNG DUÏNG PLC SIEMENS S7-200 VAØO ÑIEÀU KHIEÅN THANG MAÙY 5 TAÀNG

GVHD:TRÖÔNG ÑÌNH NHÔN SVTH:NGUYEÃN XUYEÂN LAÂMNGUYEÃN THAØNH NAM

Trang 26

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 27

Bảng yêu cầu kỹ thuật của thang máy công ty Thiên Nam

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 28

CHỨ C NĂNGKÝ

HIỆUDIỄN GIẢI

TIUCHUẨN

CHỌNLỰ A

Điều khiển tập hợ p 2 chiều FCHệ thống hoạt động tự động hoàn toàn, đápứng tất cả các lệnh gọi theo 2 chiều dichuyển

•

Điều khiển tập hợ p 1 chiềuxuống

DCHệ thống chỉ đáp ứng lệnh gọi thang đixuống các tầng

•

Điều khiển đôi DPLPhối hợ p 2 thang gần nhau để hoạt độnghiệu quả

•

Kh ĩ a cửa an tồn DL

Đượ c trang bị tại các cửa tầng, để khôngthể mở cửa khi không có cabin tại phịng đóvà thang không họat động khi cữa tầng bị mở

•

Ra vo an tồn PHOHệ thống tế bào quang điện sẽ phát hiện cóngườ i hay vật cản trên lối vào thang và

lệnh ngăn không cho cửa đóng

•

Đóng cửa an toàn SSHCửa đang đóng sẽ mở lại khi gặp một lựccản lớ n hơ n giá trị cho phép

•

Bo qu tải OVL

Khi ngườ i và hàng hóa vượ t quá tải trọngcho phép chuông và đèn sẽ báo và thang sẽ không hoạt động cho đến khi nào giảm bớ ttải trọng

•

Khống chế vượ t tốc GOV

Khi thang hoạt động vượ t quá 30% tốc độ định mức, bộ khống chế vượ t tốc sẽ họatđộng, thang sẽ dừng và hệ thống điềukhiễn sẽ tự ngắt

•

Interphone và đèn cứu hộ IELKhi có sự cố mất điện đèn cứu hộ sẽ tự sáng và hệ hống Interphone sẽ giúp hànhkhách liên hệ vớ i bên ngoài

•

Bộ cứu hộ tự động ARDKhi mất điện bộ cứu hộ sẽ hoạt động đưathang về tầng gần nhất, mở cửa để hànhkhách ra ngoài an toàn

•

Hệ thống tín hiệu INDBảng đèn hiển thị tầng và chiều thang đanghoạt động

•

Tự động tắt đèn và quạt FLAĐèn và quạt trong thang máy sẽ tự động tắtsau khi thang không họa động trong mộtthớ i gian nhất định

•

Chuơ ng bo dừng tầng LGKhi thang đến tầng, sẽ có chuông báo khithang dừng

•

Kết nối nguổn dự phịng SPHệ thống tự động chuyển sang hoạt độngbằng nguồn dự phịng khi mất điện nguồnchính

•

Chế độ hỏa hoạn FO Khi có hỏa hoạn tác động vào hộp hỏa •

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 29

hoạn , thang sẽ tự động trở về tầng trệt vàngừng hoạt động

Chức năng trở về tầngchính

PLSau khi một khoảng thờ i gian không cóngườ i sử dụng, thang sẽ tự trở về tầngchính chờ lệnh gọi

•

SƠ ĐỒ MẠCH KẾT NỐI PLC

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 30

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 31

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 32

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 33

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 34

8/3/2019 thang_may_2616




Trang 35

8/3/2019 thang_may_2616


ÑOÀ AÙN TBÑ: ÖÙNG DUÏNG PLC SIEMENS S7-200 VAØO ÑIEÀU KHIEÅN THANG MAÙY 5 TAÀNG Trang 36

thang_may_2616

Documents